Колонный реактор пузыря представляет собой устройство , используемое для создания и управления газожидкостными химических реакций . Он состоит из вертикально расположенной цилиндрической колонны, заполненной жидкостью, в нижнюю часть которой вставлен газ. [1]
Принцип
Подача газа происходит в нижней части колонны и вызывает турбулентный поток, обеспечивающий оптимальный газообмен. Существуют многочисленные формы строительства. Перемешивание осуществляется барботированием газа и требует меньше энергии, чем механическое перемешивание. Жидкость может быть параллельной или противоточной.
Реакторы с барботажной колонной характеризуются высоким содержанием жидкости и умеренной поверхностью раздела фаз. Барботажная колонна особенно полезна в реакциях, в которых реакция газ-жидкость протекает медленно по сравнению со скоростью абсорбции . Это справедливо для газожидкостных реакций с числом Хатта Ha <0,3.
Реакторы с барботажной колонной используются в различных типах химических реакций, таких как влажное окисление или в качестве биореактора для водорослей . Поскольку компьютеризированный дизайн пузырьковых колонок ограничен несколькими частичными процессами, опыт выбора колонки определенного типа по-прежнему играет важную роль.
Литература
Реакторы с барботажной колонной принадлежат к общему классу многофазных реакторов, который состоит из трех основных категорий, а именно: реактор с струйным слоем (с неподвижным или насадочным слоем), реактор с псевдоожиженным слоем и реактор с барботажной колонной. Пузырьковые колонны - это устройства, в которых газ в форме пузырьков контактирует с жидкостью. Целью может быть простое смешивание двух фаз, или вещества переходят из одной фазы в другую, то есть когда газообразные реагенты растворяются в жидкости или когда жидкие реагирующие продукты удаляются. Барботажная колонна, в которой газ подается в колонну внизу и поднимается вместе с жидкостью, выходящей из нее на верхней поверхности; расход газа в большей или меньшей степени зависит от интенсивности массопереноса и химической реакции.
BCR становятся более конкурентоспособными из-за присущих им преимуществ и используются во многих промышленных приложениях. Преимущества: лучший температурный контроль; меньший перепад давления; и отличные показатели теплопередачи на единицу объема реактора. Дополнительные преимущества включают; более высокие значения эффективных межфазных площадей; не требует особого ухода из-за простой конструкции; и относительно дешевы в строительстве и эксплуатации и требуют меньше площади. [2] Гидродинамика любого SBCR оказывает существенное влияние на его масштабный анализ. В SBCR газовая фаза, которая движется вверх, передает импульс фазе суспензии, которая либо застаивается, либо движется медленнее, чем газ. Следовательно, гидродинамика SBCR контролируется в основном потоком газа. Сообщалось, что рабочие условия и конструкция, а также геометрия колонны сильно влияют на гидродинамику SBCR. [3] [4]
Рекомендации
- ^ Симидзу, К .; Takada, S .; Minekawa, K .; Кавасе, Ю. (июль 2000 г.). «Феноменологическая модель для реакторов с пузырьковой колонной: прогноз удержания газа и объемных коэффициентов массопереноса» . Журнал химической инженерии . 78 (1): 21–28. DOI : 10.1016 / S1385-8947 (99) 00165-5 .
- ^ Абдулрахман, MW (декабрь 2015 г.). «Экспериментальные исследования прямой контактной теплопередачи в шламовой барботажной колонне при высокой температуре газа в системе гелий – вода – оксид алюминия». Прикладная теплотехника . 91 : 515–524. DOI : 10.1016 / j.applthermaleng.2015.08.050 . ISSN 1359-4311 .
- ^ Абдулрахман, MW (июнь 2016 г.). «Экспериментальные исследования скорости перехода в шламовой пузырьковой колонне при высокой температуре газа в системе гелий – вода – оксид алюминия». Экспериментальная терминология и гидродинамика . 74 : 404–410. DOI : 10.1016 / j.expthermflusci.2016.01.006 . ISSN 0894-1777 .
- ^ Абдулрахман, MW (май 2016 г.). «Экспериментальные исследования удержания газа в шламовой барботажной колонне при высокой температуре газа в системе гелий-вода-оксид алюминия». Химико-инженерные исследования и разработки . 109 : 486–494. DOI : 10.1016 / j.cherd.2016.02.032 . ISSN 0263-8762 .
- Источники
- Абдулрахман, MW (май 2016 г.). «Экспериментальные исследования удержания газа в шламовой барботажной колонне при высокой температуре газа в системе гелий-вода-оксид алюминия» . Химико-инженерные исследования и разработки . 109 : 486–494. DOI : 10.1016 / j.cherd.2016.02.032 .